автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Обоснование и разработка оптимальных технологических параметров аппарата для заточки режущих пар стригальных машинок

На правах рукописи

Драницин Денис Юрьевич

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АППАРАТА ДЛЯ ЗАТОЧКИ РЕЖУЩИХ ПАР СТРИГАЛЬНЫХ МАШИНОК

Специальность 05.20.03 - Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

5 ДЕК 2013

005542979

Оренбург-2013

005542979

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Оренбургский государственный аграрный университет».

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Поздняков Василий Дмитриевич, ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет»

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Межуева Лариса Владимировна, профессор кафедры пищевой биотехнологии ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет»;

кандидат технических наук Михайлов Александр Васильевич, директор по производству ООО «Оренбургский автоцентр КамАЗ»

Ведущая организация ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский

институт мясного скотоводства»

Защита диссертации состоится 25 декабря 2013 г. в 10.00 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.051.02 при ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет» по адресу: 460014, г. Оренбург, ул. Коваленко, д. 4 (корпус № 3, инженерный факультет), ауд. 500.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет». Объявление о защите и автореферат размещены на сайте Оренбургского государственного аграрного университета http://orensau.ru и на сайте Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки Минобразования и науки РФ http://vak.ed.gov.ru.

Автореферат разослан 23 ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

В.А.Ш,«,.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Овцеводство занимает первую позицию в сельском хозяйстве по разнообразию производимой продукции, среди которой шерсть имеет наибольшее значение. Несмотря на то что машинная стрижка овец практикуется в нашей стране уже более 60 лет, производительность труда российских стригалей ниже мировых показателей.

Грамотная эксплуатация стригальной машинки предусматривает периодическое техническое обслуживание как совокупность рекомендованных к исполнению сервисных операций. Наиболее значимой и регулярной операцией по обслуживанию машинки является поддержание исправного состояния режущей пары посредством заточки ножа и гребенки. Правильная заточка режущей пары находится в числе основных факторов, определяющих качество получаемого руна, утомляемость стригаля и характер воздействия стригальной машинки на кожный покров животного.

Традиционно применяемые для заточки режущих пар дисковые аппараты ТА-1, ДАС-350 сокращают полный ресурс ножа и гребенки по числу возможных заточек в силу неравномерности истирания их рабочих поверхностей по ширине. Использование для заточки бесконечной абразивной ленты и опорной плиты позволит исправить указанный недостаток посредством изменения технологической схемы заточки. Абразивная лента обладает лучшей режущей способностью в сравнении с суспензией, применяемой на ТА-1 и ДАС-350, что способствует сокращению трудоемкости заточки.

Анализ факторов, определяющих качество заточки, позволил установить, что долговечность режущей пары в основном определяется остротой режущих кромок ножа и гребенки, а также шероховатостью их рабочих поверхностей. Применение технологии ленточного шлифования с опорной плитой для восстановления исправного состояния ножей и гребенок может повысить ресурс режущих пар без снижения долговечности их работы и увеличения трудоемкости процесса.

Цель работы. Повышение надежности режущих пар стригальных машинок при заточке ленточным шлифованием.

Объект исследования. Процесс заточки режущих пар ленточным шлифованием.

Предмет исследования. Закономерности, характеризующие взаимосвязь показателей и параметров процесса ленточного шлифования.

Методика исследований. Теоретические исследования проводились в соответствии с основными положениями и законами физики, математики и классической механики. Программа экспериментальных исследований выполнялась в лабораторных и производственных условиях согласно действующим ГОСТам и теории планирования многофакторного эксперимента. В процессе обработки результатов эксперимента использовались методы математической статистики, а также программы Statistica 10 и Microsoft Excel.

Научную новизну работы составляют:

- математическая модель процесса образования шероховатости рабочих поверхностей режущих пар при заточке ленточным шлифованием с опорной плитой;

- установленные зависимости показателей и параметров процесса заточки режущих пар ленточным шлифованием с опорной плитой.

Практическая значимость работы. Применение разработанного аппарата для заточки режущих пар с заточным элементом в виде бесконечной абразивной ленты способствует повышению ресурса режущих пар по числу заточек в силу равномерности истирания рабочих поверхностей ножа и гребенки по ширине. Установленные в ходе экспериментальных исследований значения параметров процесса заточки режущих пар на предлагаемом аппарате позволяют увеличить долговечность работы режущей пары между заточками и снизить трудоемкость заточки.

Вклад автора в проведенное исследование. Разработана модель процесса образования шероховатости поверхности при заточке режущих пар ленточным шлифованием с опорной плитой, установлены зависимости показателей и параметров процесса заточки ленточным шлифованием с опорной плитой. Разработан опытный образец аппарата для заточки режущих пар стригальных машинок с использованием абразивной ленты. Проведены экспериментальные исследования аппарата для заточки режущих пар, установлены оптимальные значения параметров процесса заточки режущих пар ленточным шлифованием.

Достоверность результатов работы подтверждается 95-процентным уровнем сходимости теоретических зависимостей показателей и параметров ленточного шлифования с результатами экспериментальных исследований по заточке режущих пар ленточным шлифованием.

Реализация результатов исследований. Опытный образец точильного аппарата прошел производственные испытания на базе ООО «КХ им. Калинина» Саракташского района Оренбургской области, а также на специализированном ремонтном предприятии ООО «Никольская СХТ» Сакмарского района Оренбургской области.

Основные положения, выносимые на защиту:

- математическая модель процесса образования шероховатости рабочих поверхностей режущих пар при заточке ленточным шлифованием с опорной плитой;

- установленные оптимальные технологические параметры аппарата для заточки режущих пар стригальных машинок;

- результаты сравнительной оценки долговечности режущей пары и полного ресурса ножа и гребенки при использовании разработанного аппарата и дискового аппарата ТА-1;

- результаты сравнительной оценки экономической эффективности использования аппарата ТА-1 и разработанного аппарата для заточки режущих пар стригальных машинок.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на ежегодных международных научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов (Оренбург, 2011 -2013 гг.), на VI научно-практической конференции, проводимой в рамках дней молодежной науки (Оренбург, 2012 г.), на международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию профессора В.А. Мороза (Ставрополь, 2012 г.), на X международной научно-практической конференции ГНУ ГОСНИТИ Россельхозакадемии (Москва, 2012 г.), на XVI международной научно-практической конференции ГНУ ВНИИМЖ Россельхозакадемии (Москва, 2013 г.), на Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу по Приволжскому федеральному округу (Оренбург-Уфа, 2013 г.).

Опытный образец аппарата для заточки режущих пар стригальных машинок представлялся на Всероссийской выставке НТТМ-2013, где был признан лучшим в номинации «Машиностроение» и удостоен именного гранта.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 7 научных статей, в том числе 4 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Общий объем публикаций составляет 2,75 п. л., из них автору принадлежит 1,66 п. л.

Структура и объем работы. Работа изложена на 137 страницах машинописного текста, включая 45 рисунков, 8 таблиц и 14 страниц приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования. Изложены цель работы, научная новизна и практическая ценность, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса. Цель и задачи исследования» рассмотрены технологии получения овечьей шерсти, отражены этапы развития механизированной стрижки овец, определены факторы, оказывающие наибольшее влияние на качественные показатели процесса стрижки овец. Представлены результаты анализа технологий и технических средств заточки режущих пар стригальных машинок.

Как показывает практика и результаты исследований В.А. Зяблова, П.Л. Полозова, П.В. Гулянского, В.И. Крисюка, П.К. Григорова, О.Г. Ангилеева, эффективность процесса стрижки во многом определяется состоянием режущей пары стригальной машинки. Неправильно заточенные нож и гребенка существенно снижают качество получаемого руна независимо от квалификации стригаля, состояния шерстного покрова животного и марки стригальной машинки.

Анализ технических средств и способов заточки режущих пар выявил основной недостаток точильных аппаратов, традиционно используемых для заточки режущих пар, — неравномерность истирания рабочих поверхностей ножа и гребенки (рисунок 1).

Причиной этого недостатка является заточной элемент в виде диска, который при работе имеет различные касательные скорости на значениях радиуса

0T rmin Д° rmax (эПЮра v). Неравномерность истирания приводит к появлению неплоскостности - различной толщины ножа и гребенки по ширине, что снижает ресурс режущей пары по числу возможных заточек.

Одним из вариантов решения вопроса неравномерного истирания является изменение технологической схемы процесса заточки. При заточке режущей пары на аппарате, конструкция которого предусматривает использование бесконечной абразивной ленты, скорость движения режущих зерен одинакова по всей ширине Рисунок 1 - Эпюра v касательных ленты, что обеспечивает равномерное уда-скоростей диска при заточке ножа ление слоя металла,

на дисковом аппарате Результаты ранее проведенных ис-

пытаний ленточных точильных аппаратов (Lister, ВНИИОК) не позволяют дать адекватную оценку эффективности их применения, в силу того что использованные абразивные ленты обладали низкой износостойкостью и высокой зернистостью, следовательно, не могли обеспечить необходимую чистоту обработки рабочих поверхностей ножа и гребенки.

Научные и производственные достижения в области ленточного шлифования за последнее десятилетие служат достаточным основанием для более детального исследования вопроса применения абразивных лент при заточке режущих пар стригальных машинок. Использование точильных аппаратов ленточного типа позволит повысить надежность режущих пар стригальных машинок посредством качественной заточки, без применения специальной технологии их изготовления.

На основании вышеизложенного поставлены следующие задачи исследования:

1. Провести анализ технологий и технических средств заточки режущих пар стригальных машинок.

2. Теоретически обосновать зависимости параметров и показателей процесса заточки режущих пар ленточным шлифованием.

3. Разработать аппарат для заточки режущих пар стригальных машинок ленточным шлифованием и методику оценки качества заточки.

4. Провести лабораторные и производственные исследования процесса заточки режущих пар на разработанном аппарате и дать рекомендации по его оптимальному режиму работы.

5. Дать технико-экономическую оценку результатов исследования.

Во второй главе «Теоретическое исследование процесса заточки режущих пар ленточным шлифованием» рассмотрены современные системы ленточного шлифования и их технологические схемы. Определена система шлифования,

необходимая для использования в основе аппарата для заточки, - ленточное шлифование с опорной плитой, что позволит обеспечить равномерность истирания рабочих поверхностей режущих пар без привлечения металлоемкой технологической оснастки. Разработана модель процесса образования шероховатости рабочих поверхностей режущих пар при заточке ленточным шлифованием с опорной плитой. Получены зависимости показателей и параметров процесса заточки режущих пар ленточным шлифованием.

В трудах исследователей, занимавшихся глубоким изучением процесса ленточного шлифования (Г. Эльден, В.И. Островский, E.H. Маслов, Е.П. Калинин, А.Ф. Бабошкин, B.C. Люкшин, Б.Н. Хватов), не приводится универсальных зависимостей, отображающих влияние параметров процесса шлифования на получаемую шероховатость. Приводимые зависимости являются характерными для конкретной технологической схемы шлифования с использованием соответствующей оснастки.

Для выявления параметров, определяющих значение шероховатости обработанной поверхности при ленточном шлифовании с опорной плитой, была разработана математическая модель исследуемого процесса исходя из методики, основанной на теории вероятностного распределения следов режущих зерен по поверхности заготовки.

Если на элементарную площадку абразивной ленты размерами х Н, с глубиной h залегания зерна в основе ленты (рисунок 2) наложить последовательно т следов с вероятностью Рь каждый, то опорная длина профиля R(h) шлифованной поверхности составит:

R(h) = Pm(h) = (1-Ph)m. (1)

Вероятность Pm(h) выражает полноту съема материала на глубине h при переносе рельефа поверхности ленты на поверхность заготовки.

Длина следа одного зерна (рисунок 3), выраженная функционально в зависимости от глубины залегания и износа:

ДЛ) = № - у) ■ т. (2)

где h - глубина залегания зерна, м;

у - координата самого выступающего зерна, м;

т - коэффициент формы зерна;

_ ^попер

t , J

апрод

где с/попер - мгновенный диаметр площадки износа, м;

dnpoa - исходный размер зерна в продольном сечении (зернистость), м. Суммарная длина следа от всех режущих зерен:

Рисунок 2 — Элементарная площадка абразивной ленты

\__________________ с

г ч

L(hf

Рисунок 3 - Траектория движения одного зерна

S(ft) = J0 акр • LQO -к-И- nydy, (3)

где а - минимальная толщина среза, при которой прекращается пластическое деформирование и начинается резание, м; Н, /;,, h - размеры элементарного объема ленты, м;

К„ - содержание режущих зерен на длине рабочей поверхности ленты, м-1; п = и0/(у) - количество зерен по мере удаления от вершины неровностей зерен.

Для обозначения глубины залегания зерна, при которой оно не участвует в резании, введем величину h^, которая также будет задавать пределы интегрирования при нахождении значения суммарного следа зерен. Для учета совместного влияния характеристик f(y) опорного профиля и шлифуемой детали введем постоянную Ск, зависящую от их твердости.

Подставив значения L(h) ии(в выражение (3), получим:

5(Л) = Кп ■ lh ■ Н ■ щ (/*-" L(h)f(y)dy + WfWv) =

где г] - коэффициент прочности абразивных зерен: ц = 0, если лента работает в режиме истирания с образованием площадок износа, ц = 1, если происходит самозатачивание;

п,

- число режущих зерен на единице площади абразивной ленты, м

-2

Для определения величины т представим кольцо бесконечной абразивной ленты, разбитой на х элементарных объемов длиной 1Ы. Будем считать, что эффективную работу резания совершает ряд зерен, чередующийся через расстояние, равное половине длины пятна контакта детали с лентой (рисунок 4). Это обусловлено спецификой выбранного нами способа шлифования с опорной плитой и постоянным усилием прижатия Р„:

х-1м х-2-1я-1ы' (5)

где / -путь, пройденный одним зерном, м; /л - длина ленты, м;

Т- продолжительность шлифования, с; п - обороты двигателя, с-1; / - длина детали, м.

Вероятность заполнения следами зерен элементарного профиля:

Уравнение (1) можно представить в виде:

Я (А) = (1 - РЛ1)т1 ■ (1 - Рп2)т2... (1 - РнпГп . (7)

Прологарифмируем обе части уравнения (7):

1пЯ(/10) = та 1п(1 - РЛ1) + т2 1п(1 - РН2) + - + т» 1п(1 - Ркп). (8)

При разложении в ряд слагаемых выражения (8) пренебрегаем членами второго и последующих порядков вследствие малого значения величины Ры.

ч

" Г......

і р,

Рисунок 4 - Схема наложения следов зерен абразивной ленты 1 на рабочую поверхность ножа (гребенки) 2

В этом случае получим:

Рпп).

Подставим в выражение (9) значения тождеств (5) и (6): В итоге получим:

(9)

1пК^0)=—-1л-Т-п-Кп-п0-т ■ Ск ■ }х0 х

8/

4

хз

а 1 1-52* К

■(•-а

К

(10)

Продифференцируем выражение (10) по переменной й0. Полученное в результате уравнение будет выражать зависимость высоты микронеровностей Я, образованных режущими зернами на шлифуемой поверхности от всех параметров процесса шлифования. Значение К в этом случае тождественно величине шероховатости поверхности К, по базовой длине, принимаемой в соответствии с опорной длиной профиля я(И)-.

6/д

Яг = —-л-5-г-^тт-тХ

1Л • Т ■ п ■ Кп ■ п0 ■ х ■ Ск ■ ФД(Л) '

_ | 1 1 2(1 -К)2___4_

1-5а*р аЦр Л0(5а2р-1) 3(1 - г})(ЬЦр - акр/ікр)

(П)

Уравнение (11) позволяет оценить степень влияния параметров процесса ленточного шлифования на высоту неровностей обрабатываемой поверхности. Увеличение глубины заделки зерна к ведет к уменьшению высоты микронеровностей Я, т.е. к уменьшению шероховатости поверхности /?-. Для придания обрабатываемой поверхности необходимой величины шероховатости необходимо обеспечить минимальное значение толщины среза акр.

Определим величину толщины среза, совершаемой одним зерном в зависимости от параметров процесса ленточного шлифования.

Объем металла, срезаемого за проход одним зерном (рисунок 5):

= (12) ср попер д д, 2Г*.„2.1Я

где а - толщина среза, м;

/д - длина зоны контакта ленты с деталью, м; <2 — производительность шлифования, м3/с;

N — число режущих кромок на ширине контакта в единицу времени, с-1;

5- площадь пятна контакта обрабатываемой детали с лентой, м2;

/ - фактическая глубина шлифования, м;

с/р — диаметр ведущего ролика, м;

X - среднее расстояние между режущими кромками, м;

1п - длина ленты, м;

Г- продолжительность шлифования, с;

ул — скорость ленты, м/с.

Таким образом, толщина среза равна:

" ~ -а ' м (13)

"л 41 "попер

В рассматриваемом процессе фактическая глубина шлифования ? характеризуется суммой значений величин а всех зерен, участвующих в шлифовании на протяжении всего процесса. Значение толщины среза а в большей степени определяется размером основной фракции зерен абразивной ленты. Анализ уравнения (13) дает возможность определить потребную зернистость ленты для получения необходимых значений фактической глубины шлифования I и продолжительности всего процесса Т.

Поскольку ленточное шлифование является процессом массового микрорезания, справедливо утверждение, что с увеличением усилия прижатия обрабатываемой детали к ленте возрастет касательная сила резания абразивных зерен, что способствует увеличению объема металла Кср, срезаемого одним зерном за проход. Вместе с тем увеличится интенсивность износа абразивных зерен (значение б/попер), что по истечении некоторого времени, в свою очередь, уменьшит толщину срезаемого ими слоя металла. Размером зерен определяются интервал значений глубины их заделки в основу ленты /г, их число на единице площади ленты и0, величина среднего расстояния между режущими кромками X. Стоит принять во внима-Рисунок 5 - Схема срезания ние> чт0 ресурс работы абразивной ленты одним зерном объема металла зависит от а 3 находясь в пря.

с поверхности обрабатываемой мой взаимосвязи от коэффициента формы детали

логических параметров шлифования на выходные показатели процесса заточки.

Для успешной реализации программы эксперимента был разработан лабораторный вариант аппарата для заточки режущих пар с бесконечной абразивной лентой в качестве заточного элемента (рисунок 6).

Представленный аппарат позволяет варьировать определяющими параметрами процесса шлифования режущих пар, а именно: ско-

Рисунок 6 — Образец аппарата для заточки режущих пар стригальных машинок:

1 - станина; 2 - электродвигатель с реостатом; 3 -распределитель; 4 - державка, 5 - ёмкость для сбора СОЖ; 6 — механизм натяжения ленты. 7 - опорная плита; 8 - насос для подачи СОЖ

зерна т и значения /гкр. Это является отличительной чертой рассматриваемой системы шлифования, когда процесс переноса следов зерен абразивной ленты на обрабатываемую поверхность в большей степени зависит от зернистости ленты, что обусловлено кинематикой движения зерна в процессе шлифования.

На основании анализа уравнений (11) и (13) определены параметры, которые будут влиять на шероховатость рабочих поверхностей ножа и гребенки в процессе их шлифования абразивной лентой:

- зернистость абразивной ленты;

- скорость движения ленты;

- усилие прижатия ножа и гребенки к ленте;

- продолжительность контакта детали с лентой (заточки);

- степень изношенности ленты.

Указанные параметры выражают все величины, входящие в состав уравнений (11) и (13), и полностью определяют значение показателя К: в процессе образования шероховатости рабочих поверхностей режущих пар при их заточке ленточным шлифованием с опорной плитой.

В третьей главе «Программа и методика экспери- ЗНУМЙЙУ __ ^^лзяЖ^И проведен анализ особенно- —1| Ш "ЛЁ™ '

в полной мере определить

степень влияния всех техно- «к ИНКА

ростью движения ленты, усилием прижатия ножа и гребенки к ленте, продолжительностью заточки.

При заточке гребенки возможно образование прижогов с отпуском вследствие повышения температуры в зоне контакта рабочей поверхности гребенки с лентой. Возникновение прижогов на поверхности металлов сопровождается снижением твердости поверхности до 20 НЯС, что может вызвать преждевременное затупление ножа и гребенки. Предусмотренная в предлагаемом аппарате система подачи смазывающе-охлаждающей жидкости в зону контакта ножа и гребенки с лентой служит для предотвращения образования прижогов.

Пружина, расположенная в корпусе державки 4, может изменять свою первоначальную степень сжатия посредством винта, позволяя регулировать усилие, необходимое для прижатия ножа или гребенки к ленте.

Толщина снимаемого слоя металла с поверхностей ножа и гребенки определялась нами для установленных параметров шлифования, обеспечивающих необходимую чистоту поверхности по 9 классу с помощью микрометра. По данным П.К. Григорова, предельное значение толщины снимаемого слоя металла с учетом радиуса затупления режущей кромки и износа кондов зубьев составляет для ножа 127 мкм, для гребенки - 59 мкм.

Для измерения отклонений твердости рабочих поверхностей режущих пар от номинальных значений, характерных для стали У9, использовался твердомер ТК-2. Твердость замерялась у основания и на концах зубьев (у гребенок -через один зуб).

Для оценки степени износа зерен в процессе шлифования использовался микроскоп МИМ-6. После каждой заточки измерялся диаметр площадок износа зерен абразивной ленты (рисунок 7).

Для определения шероховатости рабочих поверхностей ножей и гребенок нами использовался профилометр модели 253. Замеры производились по поверхностям режущих пар до и после заточки режущих пар на предлагаемом аппарате.

В ходе ранее проведенных испытаний точильных аппаратов при стрижке тонкорунных овец было установлено, что наибольшая долговечность режущих пар наблюдается при шероховатости 0,2 мкм, с использованием абразивного порошка № 5. Аналогичные размеры зерен имеет лента Р 240 со средним размером абразивных частиц 56,5...60,5 мкм. Это значение зернистости ленты, по результатам предварительной оценки уравнений (11) и (13), может обеспечить необходимые значения величин чистоты обработки и толщины среза при умеренном значении износа зерен ленты.

Рисунок 7 - Измерение диаметра Воспользуемся методикой много-

площадок износа зерен ленты Р 240 факторного эксперимента для определе-

ния значений скорости движения ленты, усилия прижатия ножа и гребенки к ленте, времени их контакта с лентой, которые обеспечат шероховатость в пределах 9 класса чистоты (0,16. ,.0,32 мкм).

Из общего числа полученных вариантов режимных параметров выявим те, которые оказывают наименьшее влияние на износ зерен абразивной ленты, а, следовательно, и на ее рабочий ресурс.

Были определены интервалы варьирования управляемых параметров процесса заточки режущих пар на предлагаемом аппарате (таблица 1).

Таблица 1 - Интервалы варьирования параметров при заточке ножа и гребенки

Уровень Скорость ленты Продолжительность заточки Усилие прижатия

варьирова- V, м/с Т с

ния Х1 нож гребенка

Основной 1,5 0 13 20 0 15 0

Верхний 2,0 +1 16 25 + 1 20 +1

Нижний 1,0 -1 10 15 -1 10 -1

Исходя из норм времени заточки ножа и гребенки (15...20 с и 25...40 с соответственно) примем крайние значения времени заточки от 10 до 16 с для ножа и 15...25 с для гребенки, с целью максимально сократить трудоемкость заточки по сравнению с дисковыми точильными аппаратами. Скорость абразивной ленты варьировалась исходя из средней окружной скорости вращения диска точильного аппарата при заточке режущих пар. Принятые крайние значения скорости ленты 1.. .2 м/с. Уровни варьирования усилия прижатия ножа и гребенки к поверхности ленты исходя из обеспечения минимально возможной нагрузки на руку точильщика - 10...20 Н.

В интервалы варьирования также заложено условие, что минимальные значения параметров должны обеспечивать съем металла в объеме, достаточном для удаления площадок износа на лезвиях ножа и гребенки.

Для определения неплоскостности рабочих поверхностей режущих пар использовался штангенрейсмас с индикаторной головкой. Замеры проводились после каждой заточки режущей пары на дисковом аппарате ТА-1 и на предлагаемом ленточном аппарате.

Для оценки влияния шероховатости рабочих поверхностей ножа и гребенки на долговечность режущей пары использовалась модификация стенда Ю.А. Хлопко для ускоренных испытаний качества заточки режущих пар (рисунок 8). Заточенная режущая пара

Рисунок 8 - Стенд для ускоренных испытаний качества заточки

работала в суспензии, имитирующей шерстный покров овцы, продолжительность работы до затупления фиксировалась.

В четвертой главе «Обработка и анализ результатов экспериментальных исследований» приведены результаты многофакторного эксперимента. Получены значения параметров процесса шлифования, соответствующие оптимальному режиму работы. Проведена проверка режущих пар, заточенных на оптимальном режиме, на наличие прижогов, толщину съема металла, сопутствующий износ зерен абразивной ленты. Проведен анализ зависимости влияния шероховатости рабочих поверхностей режущих пар на продолжительность их работы до затупления. Проведен сравнительный анализ влияния неплоскостности, возникающей в процессе заточки, на ресурс ножа и гребенки по числу возможных заточек.

По результатам эксперимента, с учетом оценки значимости коэффициентов, получены уравнения регрессии для гребенки (14) и ножа (15):

Угр = 1,12 - 0,02Х1 - 0,0365Х2 - 0,003Хз + ^¿П

+ 0,001;Га*2 - 0,015*!*3 + 0,0009*2*з ^

Ун = 2,036 - 0,3558*! - 0,0971*2 - 0,0385*3 + + 0,0158^*2 - 0,0065*!*3 + 0,00258*2*3. 1 '

При подстановке в уравнение (14) значений параметров по основному уровню варьирования V = 1,5 м/с, Г = 20 с и Л, = 15 Н получим расчетное значение шероховатости поверхности равное 0,277 мкм. Экспериментальное значение при этих значениях факторов составило 0,29 мкм, что лежит в пределах 5% ошибки эксперимента.

По результатам эксперимента построены поверхности отклика (рисунки 9-11) зависимости шероховатости от управляемых параметров процесса.

При определении рекомендованных значений мы ориентировались на значение шероховатости по 9 классу чистоты поверхности, а также минимизацией времени, необходимого на заточку.

В ходе анализа поверхностей отклика были определены следующие оптимальные параметры заточки режущих пар на ленточном точильном аппарате:

- скорость ленты 1,7 м/с;

- усилие прижатия ножа и гребенки к поверхности ленты 18 Н;

- продолжительность заточки гребенки 19 с, ножа - 12 с.

Результаты замера отклонений толщины (рисунок 12) гребенок и ножей по ширине после заточки на дисковом и разработанном аппаратах позволяют оценить увеличение ресурса режущей пары по числу возможных заточек до выбраковки. Число заточек ножа на предлагаемом аппарате составляет 15 раз, число заточек гребенки составляет 20 раз, вместо 12 и 15 раз соответственно при заточке на аппарате ТА-1.

Результаты оценки влияния шероховатости рабочих поверхностей ножа и гребенки на долговечность работы режущей пары между заточками (рисунок 13) свидетельствуют о прямой зависимости чистоты обработки рабочих поверхностей ножа и гребенки и продолжительности их работы до затупления.

Рисунок 9 - Зависимость шероховатости поверхности 2 гребенки (а) и ножа (б) (мкм) от продолжительности заточки X(с) и от скорости ленты )'(м/с)

Рисунок 10 - Зависимость шероховатости поверхности 2 гребенки (а) и ножа (б) (мкм) отусилия прижатия К(Н) и от скорости ленты X(м/с)

Рисунок 11 — Зависимость шероховатости поверхности 2 гребенки (а) и ножа (б) (мкм) от усилия прижатия А'(Н) и от продолжительности заточки У (с)

12345678 9 1011121314151617181920 123456789 10 111213 1415

Число заточек Число заточек

а) б)

Рисунок 12 — Зависимость неплоскостности от числа заточек: а) гребенка: б) нож

0,16

0,22 0,26 0,29 0,37

0,59

0,61

0,87

Шероховатость Д., мкм

Рисунок 13 - Влияние шероховатости рабочих поверхностей ножа и гребенки на продолжительность работы режущей пары до затупления

Повышение долговечности работы режущей пары в производственных условиях способствовало увеличению числа остриженных овец южноуральской тонкорунной породы с4...6до7...9 голов между заточками.

В пятой главе «Оценка экономической эффективности применения разработанного аппарата для заточки режущих пар» проведена сравнительная экономическая оценка применения дискового аппарата ТА-1 в сравнении с предлагаемым. Расчет экономических показателей проводился на примере ООО «КХ им. Калинина» с поголовьем 2200 овец южно-уральской тонкорунной породы с настригом 3,5...5,5 кг. Стрижка проводилась в течение 30 дней стригалями средней квалификации. Снижение трудоемкости заточки и увеличение долговечности режущей пары (продолжительности работы до затупления) способствовало сниженшо себестоимости заточки режущей пары с 7,33 до 4,04 руб./гол. Годовой экономический эффект от использования предлагаемого аппарата вместо дискового ТА-1, с учетом увеличения ресурса по числу заточек режущей пары, составил 35585,8 руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Заточка режущих пар стригальных машинок на дисковых аппаратах приводит к уменьшению ресурса ножа и гребенки по числу возможных заточек из-за неравномерного истирания их рабочих поверхностей по ширине. Устранить указанный недостаток можно посредством шлифования рабочих поверхностей режущей пары бесконечной абразивной лентой с использованием опорной плиты для обеспечения равномерного истирания.

2. Результаты теоретического исследования процесса заточки режущих пар ленточным шлифованием позволили обосновать параметры процесса, влияющие на значение показателей качества заточки.

3. Разработанный образец аппарата для заточки режущих пар обеспечивает равномерность истирания рабочих поверхностей режущих пар. Предложенная методика проведения экспериментальных исследований позволяет контролировать значения основных показателей процесса заточки: шероховатости поверхности, наличия на ней прижогов, равномерности истирания рабочих поверхностей ножа и гребенки по ширине, толщины слоя металла, снимаемого с поверхностей ножа и гребенки. Рекомендуемая зернистость абразивной ленты 60±5 мкм (Р 240).

4. В ходе экспериментальных исследований установлены значения параметров заточки режущих пар стригальных машинок на предлагаемом аппарате, соответствующие оптимальному режиму работы: скорость ленты 1,7 м/с; усилие прижатия ножа и гребенки к ленте 18 Н; продолжительность заточки гребенки 19 с, ножа — 12 с. Под оптимальным понимается режим работы, обеспечивающий:

— значение шероховатости Ка рабочих поверхностей ножа и гребенки в пределах 9 класса чистоты обработки (0,16...0,32 мкм);

— продолжительность заточки, не превышающую нормированного значения 20 с для ножа и 40 с - для гребенки;

— значение толщины снимаемого слоя металла с рабочих поверхностей ножа и гребенки, не превышающее 127 мкм для ножа и 59 мкм - для гребенки;

— сохранение твердости рабочих поверхностей ножа и гребенки в пределах 84 НЯА, как показателя отсутствия прижогов.

5. Обеспечение равномерного истирания по ширине рабочих поверхностей режущей пары способствует увеличению полного ресурса по числу заточек на 5 у гребенки и на 3 у ножа.

6. Обеспечение шероховатости рабочих поверхностей ножа и гребенки в пределах 9 класса чистоты способствует увеличению числа остриженных животных до затупления режущей пары в среднем с 4...б до 1...9 овец средней степени загрязненности при работе стригаля средней квалификации.

7. Использование в хозяйстве с поголовьем 2200 овец предлагаемого аппарата для заточки режущих пар вместо дискового ТА-1 способствует снижению себестоимости заточки режущей пары с 7,33 до 4,04 руб./гол. Годовой экономический эффект от использования разработанного аппарата вместо дискового ТА-1 составил 35585,8 руб.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Ведущие рецензируемые научные журналы,

рекомендованные ВАК РФ

1. Драницин, Д.Ю. К вопросу о совершенствовании технологий и технических средств заточки режущих пар стригальных машинок / Д.Ю. Драницин, В.Д. Поздняков // Известия ОГАУ. - 2012. - № 2(34). - С. 59-62.

2. Поздняков, В.Д. Повышение эффективности процесса стрижки овец [Текст] / В.Д. Поздняков, А.П. Козловцев, Д.Ю. Драницин // Известия ОГАУ.-2012.-№2(34).-С. 62-65.

3. Драницин, Д.Ю. Определение оптимальных режимных параметров ленточного аппарата для заточки режущих пар стригальных машинок / Д.Ю. Драницин, В.Д. Поздняков, Г.Ф. Саклаков // Труды Государственного научного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка».-Т. 112.-Ч. 2,-М.: ГНУ ГОСНИТИ Россельхозакадемии, 2013. - С. 44-47.

4. Драницин, Д.Ю. Определение оптимальных режимных параметров ленточного точильного аппарата с оценкой показателей качества заточки режущих пар / Д.Ю. Драницин // Известия ОГАУ. - 2013. - № 6(44). - С. 68-70.

Публикации в других изданиях

5. Поздняков, В.Д Методы повышения эффективности процесса машинной стрижки овец [Текст] / В.Д. Поздняков, Д.Ю. Драницин // Проблемы и перспективы повышения продуктивных и племенных качеств сельскохозяйственных животных: материалы международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию Героя Социалистического Труда, академика РАСХН, доктора сельскохозяйственных наук, профессора В. А. Мороза. - Ставрополь: АГРУС, 2012.-С. 144-150.

6. Драницин, Д.Ю. Определение оптимальных режимных параметров ленточного точильного аппарата с оценкой качества заточки / Д.Ю. Драницин, В.Д. Поздняков, О.С. Салыкова // Совершенствование инженерно-технического обеспечения технологических процессов в АПК: материалы международной научно-практической конференции / под ред. Ю.А. Ушакова. - Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2013. — С. 37—42.

7. Хлопко, Ю.А. Повышение эффективности процесса стрижки овец и вычесывания пуха коз [Текст] / Ю.А. Хлопко, В.А. Рогова, A.M. Осипова, Д.Ю. Драницин // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. - 2013. - № 3 (11). - С. 224-228.

Драницин Денис Юрьевич

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АППАРАТА ДЛЯ ЗАТОЧКИ РЕЖУЩИХ ПАР СТРИГАЛЬНЫХ МАШИНОК

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 21.11.2013. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,0. Печать трафаретная. Бумага офсетная. Гарнитура Times New Roman.

Заказ № 6769. Тираж 100 экз. Отпечатано в Издательском центре ОГАУ. 460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18. Тел.: (3532) 77-61-43

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный аграрный университет»

На правах рукописи

04201453479 Драницин Денис Юрьевич

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АППАРАТА ДЛЯ ЗАТОЧКИ РЕЖУЩИХ ПАР СТРИГАЛЬНЫХ МАШИНОК

Специальность 05.20.03 - Технологии и средства технического обслуживания

в сельском хозяйстве

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Поздняков Василий Дмитриевич

Оренбург - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение_4

1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследования_9

1.1 Технологии получения овечьей шерсти _9

1.2 Тенденции развития механизированной стрижки_15

1.3 Способы и технические средства заточки режущих пар_29

1.4 Показатели, характеризующие качество заточки_38

2. Теоретическое исследование процесса заточки режущих пар ленточным шлифованием_44

2.1 Особенности процесса ленточного шлифования_44

2.2 Определение шероховатости обработанной поверхности при ленточном шлифовании_49

2.3 Модель процесса образования шероховатости поверхности при плоском ленточном шлифовании с опорной плитой_53

3. Программа и методика экспериментальных исследований_64

3.1 Программа экспериментальных исследований_64

3.2 Методика экспериментальных исследований _66

3.3 Планирование эксперимента_77

4. Обработка результатов экспериментальных исследований _83

4.1 Анализ образования шероховатости обработанной поверхности _83

4.2 Анализ толщины снимаемого слоя металла_92

4.3 Оценка износа зерен ленты Р 240_95

4.4 Анализ влияния неравномерности истирания рабочих поверхностей ножа и гребенки на полный ресурс режущей пары по числу заточек_98

4.5 Анализ влияния шероховатости рабочих поверхностей ножа и гребенки на долговечность режущей пары_100

4.6 Рекомендации по эффективной эксплуатации разработанного аппарата для заточки режущих пар_101

5. Оценка экономической эффективности применения разработанного

аппарата для заточки режущих пар_103

Общие выводы _112

Список литературы_114

Приложения_124

Введение

В ряду вопросов, стоящих перед современным сельским хозяйством и определяющих приоритетные направления его развития, вопрос повышения эффективности технологических процессов получения и переработки продукции животноводства является одним из наиболее значимых.

Упомянутые технологические процессы отличаются сложной организацией, трудоемкостью, большим количеством внешних факторов, определяющих значения качественных показателей конкретного процесса. Это объясняется тем, что технологический процесс современного механизированного животноводства представляет собой работу сложной биотехнической системы, состоящей из трех звеньев: человека-оператора, машины (механизма) и животного. Нарушение правильного взаимодействия звеньев системы приводит к целому ряду отрицательных последствий, в числе которых заболевания животных, снижение их продуктивности, ухудшение качества производимой продукции. Оптимизация работы системы позволит повысить качество получаемого сырья.

Среди технологических процессов животноводства, являющихся представителями работы системы «человек - машина - животное», большой интерес на сегодняшний день представляет механизированная стрижка овец, которая по сложности, ответственности, трудоемкости и опасности для исполнителя стоит в одном ряду с машинным доением коров и ческой пуха коз. В этом случае в роли человека-оператора выступает стригаль, под машиной понимается машинка для стрижки овец, а животным является овца.

Овцеводство представляет собой одну из важнейших возрождающихся отраслей сельского хозяйства, занимая первую позицию по разнообразию производимой продукции. Большая часть территории России размещена в зоне с суровыми зимами, что обусловливает потребность в тёплой одежде. В этом случае овцеводство является источником шерсти, шубных и меховых овчин, каракульских смушек, предоставляет баранину, мясо, молоко. Из всех видов

получаемого сырья шерсть имеет наибольшее значение. Из шерсти грубошёрстных овец изготавливают грубые сукна, вязаные изделия, валенки. Шерсть тонкорунных и полутонкорунных овец служит сырьём для выработки высококачественных шерстяных тканей и трикотажа.

Хотя машинная стрижка овец практикуется в овцеводческих хозяйствах нашей страны уже более 60 лет, производительность труда российских стригалей значительно отстает от мировых показателей.

Эффективность работы стригаля определяется не только профессиональным уровнем исполнения приемов стрижки, наличием специальных навыков, но и в значительной мере правильной, технически грамотной эксплуатацией используемой стригальной машинки.

Несмотря на все исторически сложившееся многообразие машинок для стрижки овец, стоит отметить, что принцип работы их режущего аппарата в итоге остался неизменным, найдя свое применение в предлагаемых на сегодняшний день машинках ведущих фирм-производителей стригальной техники (Актюбсельмаш, Lister, Heiniger, Wolseley). Речь идет о режущем аппарате, работающем по принципу ножниц и сочетающем подвижную (нож) и неподвижную (гребенка) части, в совокупности составляющие режущую пару.

Как показывает практика и результаты исследований В.А. Зяблова, П.Л. Полозова, П.В. Гулянского, В.И. Крисюка, П.К. Григорова, О.Г. Ангилеева [17, 29, 30, 37, 47, 76], в стригальных машинках как отечественного, так и зарубежного производства режущая пара представляет собой самый технологически ненадежный узел. Качественная заточка ножа и гребенки является одним из основных факторов, определяющих эффективность работы стригальной машинки в плане воздействия её на кожный покров животного, утомляемости исполнителя и качества получаемой продукции.

Аппараты, традиционно используемые для заточки режущих пар, способствуют уменьшению полного ресурса ножа и гребенки по числу возможных заточек до выбраковки за счет неравномерности истирания их

рабочих поверхностей по ширине. Принимая во внимание научные и производственные достижения в области ленточного шлифования за последние годы, позволим себе предположить возможность эффективного использования абразивных лент для заточки ножей и гребенок стригальных машин. Это обеспечило бы равномерность истирания рабочих поверхностей режущих пар и, как следствие, увеличение их полного ресурса по числу заточек до выбраковки.

Опираясь на вышеизложенное, мы определили цель исследования -повышение надежности режущих пар стригальных машинок при заточке ленточным шлифованием.

Объект исследования. Процесс заточки режущих пар ленточным шлифованием.

Предмет исследования. Закономерности, характеризующие взаимосвязь показателей и параметров процесса ленточного шлифования.

Рабочая гипотеза - применение технологии ленточного шлифования с опорной плитой при заточке режущих пар позволит повысить их надежность.

Методика исследований. Теоретические исследования проводились в соответствии с основными положениями и законами физики, математики и классической механики. Программа экспериментальных исследований выполнялась в лабораторных и производственных условиях согласно действующим ГОСТам и теории планирования многофакторного эксперимента. В процессе обработки результатов эксперимента использовались методы математической статистики, а также программы Statistica 10 и Microsoft Excel.

Научную новизну работы составляют:

- математическая модель процесса образования шероховатости рабочих поверхностей режущих пар при заточке ленточным шлифованием с опорной плитой;

- установленные зависимости показателей и параметров процесса заточки режущих пар ленточным шлифованием с опорной плитой.

Практическая значимость работы.

Применение разработанного аппарата для заточки режущих пар с заточным элементом в виде бесконечной абразивной ленты способствует повышению ресурса режущих пар по числу заточек в силу равномерности истирания рабочих поверхностей ножа и гребенки по ширине. Установленные в ходе экспериментальных исследований значения параметров процесса заточки режущих пар на предлагаемом аппарате позволяют увеличить долговечность работы режущей пары между заточками и снизить трудоемкость заточки.

Достоверность результатов работы подтверждается 95-процентным уровнем сходимости теоретических зависимостей показателей и параметров ленточного шлифования с результатами экспериментальных исследований по заточке режущих пар ленточным шлифованием.

Реализация результатов исследований. Опытный образец точильного аппарата прошел производственные испытания на базе ООО «КХ им. Калинина» Саракташского района Оренбургской области, а также на специализированном ремонтном предприятии ООО «Никольская СХТ» Сакмарского района Оренбургской области.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на ежегодных международных научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов (Оренбург, 2011-2013 гг.), на VI научно-практической конференции, проводимой в рамках дней молодежной науки (Оренбург, 2012 г.), на международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию профессора В. А. Мороза (Ставрополь, 2012 г.), на X международной научно-практической конференции ГНУ ГОСНИТИ Россельхозакадемии (Москва, 2012 г.), на XVI международной научно-практической конференции ГНУ ВНИИМЖ Россельхозакадемии (Москва, 2013 г.), на Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу по Приволжскому федеральному округу (Оренбург - Уфа, 2013 г.).

Опытный образец аппарата для заточки режущих пар стригальных машинок представлялся на Всероссийской выставке НТТМ-2013, где был признан лучшим в номинации «Машиностроение» и удостоен именного гранта.

В настоящей работе проанализированы, обоснованы теоретически, подтверждены экспериментально в лабораторных и производственных условиях и выносятся на защиту следующие основные положения:

- математическая модель процесса образования шероховатости рабочих поверхностей режущих пар при заточке ленточным шлифованием с опорной плитой;

- установленные оптимальные технологические параметры аппарата для заточки режущих пар стригальных машинок;

- результаты сравнительной оценки долговечности режущей пары и полного ресурса ножа и гребенки при использовании разработанного аппарата и дискового аппарата ТА-1;

- результаты сравнительной оценки экономической эффективности использования аппарата ТА-1 и разработанного аппарата для заточки режущих пар стригальных машинок.

По материалам исследований опубликовано 7 научных статей, в том числе 4 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Общий объем публикаций составляет 2,75 п. л., из них автору принадлежит 1,66 п. л.

Работа изложена на 137 страницах машинописного текста, включая 45 рисунков, 8 таблиц и 14 страниц приложений.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Технологии получения овечьей шерсти

С момента появления овцеводства (около 6...8 тыс. лет до н.э.) на протяжении нескольких тысяч лет овец не стригли, а вычёсывали шерсть вручную, выдергивали, срезали лезвием ножа. Первые ножницы, предназначенные для стрижки овечьей шерсти, появились около 3,5 тыс. лет назад и представляли собой две заточенные металлические пластины, соединенные наподобие пинцета (рисунок 1.1, а). Ножницы, работающие по принципу рычага, появились лишь в VIII - X вв. н. э. (рисунок 1.1, б) и остаются практически неизменными конструктивно по настоящий момент. Первые известные ножницы, которые можно считать прототипом современных стригальных устройств, запатентованы во второй половине XIX в США (рисунок 1.1, в - патент US376233).

а) б) в)

Рисунок 1.1- Ножницы для стрижки овец

Начало развития стригальной техники принято связывать с именем Фредерика Йорка Волслея, который в 1887 году в Австралии сконструировал стригальную машинку с гребёнкой и дисковым ножом, привод которого осуществлялся посредством канатной передачи [46, 62]. Известны и более

ранние технические решения, запатентованные в США, имеющие в конструкции режущего аппарата, как дисковый нож, так и нож с зубьями [71, 72]. В дальнейшем улучшение конструкции машинки шло по пути усовершенствования режущих пар и их привода. Дисковые ножи были вытеснены ножами с радиальным и параллельным осевой линии расположением зубьев, с возвратно-поступательным движением ножа по гребёнке, что способствует самоочищению. В передаточном механизме канатная передача была заменена на коленный и гибкий вал; от группового привода перешли к индивидуальному (рисунок 1.2).

В процессе эксплуатации стригальных машинок их преимущество над ручным способом стрижки ножницами стало очевидным:

- значительно облегчился труд стригалей - на стрижку одной овцы вручную требуется до 1000 нажимов ножницами;

- в 3...5 раз повысилась производительность труда - на стрижку одной овцы в среднем затрачивается, в зависимости от навыков стригаля, ручными ножницами 20...25 минут, машинкой от 2 до 8 минут;

- улучшилось качество руна и на 8... 13% увеличился настриг шерсти за счёт более низкого равномерного среза;

- снизилось число порезов кожи животных и наличие сечки на руне; [41]

Рисунок 1.2 - Стригальная машинка МСО-77Б

Следует отметить, что изобретение механической машинки для стрижки овец было единственным значительным шагом вперед в вопросе усовершенствования процесса получения овечьей шерсти за последние 200 лет. С тех пор, несмотря на финансирование научных исследований в этой области, заметных положительных результатов получено не было. Известно, что в 1970 г. Австралийская корпорация шерсти подняла вопрос о наметившемся дефиците стригалей и о тяжести их труда. Было замечено, что расходы на стрижку стали расти гораздо быстрее, чем цены на шерсть. Группа фермеров Австралии обратилась с предложением к Австралийской корпорации шерсти о возможном финансировании технико-экономического исследования автоматизированной стрижки. Австралийская корпорация шерсти положительно отреагировала на это предложение и с 1975 г. финансирует пять основных направлений научно-технических исследований, главной целью которых является снижение стоимости стрижки овец [63, 64, 99]:

- биологический сбор «урожая» шерсти;

- химическая стрижка;

- роботизированная стрижка;

- механизация процесса стрижки в традиционных стригальных пунктах;

- совершенствование приемов стрижки.

В 1990 г. появились результаты исследований, проведенных в Австралии, по биологическому «сбору урожая» шерсти как альтернативному методу стрижки. Работа проводилась двумя направлениями: использование для орального применения химического соединения М-160, вызывающего разрыв шерстных волокон, а биологического ФРЭ (фактор роста эпидермиса) - для инъекций. Шерсть можно было снимать через шесть недель после обработки, т. е. после того, как она отрастет на 6...8 мм, чтобы защитить овцу от солнца и холода. Применение соединения М-160 было вскоре приостановлено по причине его высокой стоимости и больших трудностей при ликвидации остаточного влияния и токсичности. Группой исследователей

Австралии, Германии, Греции было установлено, что, применяя ФРЭ, невозможно вызвать такое послабление в шерсти, которое позволило бы ей оставаться на овце в течение шести недель после обработки без системы ее удержания. При всех явных преимуществах биологического способа снятия руна (легкость получения, целостность, отсутствие порезов у овец любой складчатости, отсутствие перестрига, нетребовательность к квалификации исполнителя), стоимость одной дозы ФРЭ перекрывает всю возможную экономическую выгоду. Известно, что работы в данном направлении продолжаются, но ни о каких положительных и перспективных результатах на сегодняшний день не заявлено.

В ряду альтернативных способов стрижки овец стоит также назвать срез шерсти горячей проволокой «hot blade», который оказался неприменим на практике по причине невозможности быстрой адаптации температуры проволоки к окружающей среде и к различной плотности шерстного покрова. В процессе работы проволока остывала в шерстном покрове, либо плавилась при выходе из него, что приводило к поломке стригального устройства и снижению качества руна.

Первый опыт роботизации стрижки овец был зафиксирован в Австралии в 1975 году. Возможность организации поточной автоматизированной стрижки стала достаточно весомой перспективой для финансирования этого направления Австралийской корпорацией шерсти. В 1985 году был создан автоматизированный робототехнический комплекс, имевший систему самообучения и ориентировки в процессе работы на рельеф кожного покрова конкретной овцы [63, 99]. Исключение из процесса стрижки человеческого фактора обладает рядом п